邏輯分析儀原理及應(yīng)用研究

1、.邏輯分析儀原理及應(yīng)用研究一、 實驗?zāi)康模? 了解邏輯分析儀的基本工作原理。2 掌握利用邏輯分析儀進(jìn)行數(shù)字系統(tǒng)測試分析的方法二、實驗原理：一 邏輯分析儀原理及相關(guān)術(shù)語簡介。（1）邏輯分析儀的工作原理簡介邏輯分析儀的組成結(jié)構(gòu)如圖1所示，它主要包括數(shù)據(jù)捕獲和數(shù)據(jù)顯示兩大部分。由于數(shù)字系統(tǒng)的測試一般要觀察較長時間范圍的信號間邏輯關(guān)系或較長的數(shù)據(jù)流才能進(jìn)行分析，邏輯分析儀一般采用先進(jìn)行數(shù)據(jù)捕獲即采集并存儲數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示并觀察分析的方式。因此邏輯分析儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)可劃分為兩大部分：數(shù)據(jù)捕獲及數(shù)據(jù)顯示。數(shù)據(jù)捕獲部分包括信號輸入、采樣、數(shù)據(jù)存儲、觸發(fā)產(chǎn)生和時鐘電路等。外部被測信號送到信號輸入電路，與門限

2、電平進(jìn)行比較，通過比較器整形為符合邏輯分析儀內(nèi)部邏輯電平的信號（如TTL電平信號）。采樣電路在采樣時鐘控制下對信號進(jìn)行采樣，采樣獲得的數(shù)據(jù)流送到觸發(fā)產(chǎn)生電路進(jìn)行觸發(fā)識別，根據(jù)數(shù)據(jù)捕獲方式，在數(shù)據(jù)流中搜索特定的數(shù)據(jù)字（觸發(fā)字），當(dāng)搜索到符合條件的觸發(fā)字時，就產(chǎn)生觸發(fā)信號。數(shù)據(jù)存儲電路在觸發(fā)信號的作用下進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲控制，而時鐘電路可以選擇外時鐘或內(nèi)時鐘作為系統(tǒng)的工作時鐘。數(shù)據(jù)捕獲完成后，由顯示控制電路將存儲的數(shù)據(jù)以適當(dāng)方式（波形或字符列表等）顯示出來，以便對捕獲的數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察分析。信號輸入信號外時鐘采樣數(shù)據(jù)存儲時鐘選擇內(nèi)時鐘觸發(fā)產(chǎn)生顯示控制CRT數(shù)據(jù)捕獲數(shù)據(jù)顯示圖1 邏輯分析儀原理結(jié)構(gòu)門限電

3、平設(shè)定（2）邏輯分析儀相關(guān)術(shù)語簡介組合觸發(fā)：當(dāng)輸入數(shù)據(jù)設(shè)定觸發(fā)字一致時，產(chǎn)生觸發(fā)脈沖。每一個輸入通道都有一個觸發(fā)字選擇設(shè)置開關(guān)，每個開關(guān)有三種觸發(fā)條件：1、0、x，“1”表示高電平，“0”表示低電平，“x”表示任意值。例如某邏輯分析儀有八個通道，如果觸發(fā)字設(shè)為011001x0，則在八個輸入數(shù)據(jù)通道中出現(xiàn)下面兩種組合中的一種時都會產(chǎn)生觸發(fā)：01100100或01100110。組合觸發(fā)是邏輯分析儀最基本的觸發(fā)方式。延遲觸發(fā)：延遲觸發(fā)是在數(shù)據(jù)流中搜索到觸發(fā)字時，并不立即跟蹤，而是延遲一定數(shù)量的數(shù)據(jù)后才開始或停止存儲數(shù)據(jù)，它可以改變觸發(fā)字與數(shù)據(jù)窗口的相對位置。延遲觸發(fā)時的跟蹤如圖2所示，設(shè)置不同的延遲

4、數(shù)，就可以將窗口靈活定位在數(shù)據(jù)流中不同的位置。觸發(fā)字?jǐn)?shù)據(jù)窗口跟蹤開始延遲數(shù)跟蹤結(jié)束數(shù)據(jù)窗口觸發(fā)字延遲數(shù)(a) 觸發(fā)開始跟蹤加延遲(b) 觸發(fā)終止跟蹤加延遲圖2 延遲觸發(fā)序列觸發(fā)：序列觸發(fā)的觸發(fā)條件是多個觸發(fā)字的序列，它是當(dāng)數(shù)據(jù)流中按順序出現(xiàn)各個觸發(fā)字時才觸發(fā)，即順序在前的觸發(fā)字必須出現(xiàn)后，后面的觸發(fā)字才有效。序列觸發(fā)常用于復(fù)雜分支程序的跟蹤，圖3 中所示是一個兩級序列觸發(fā)的工作原理。導(dǎo)引條件使能第二級觸發(fā)第二級觸發(fā)字無效第二級觸發(fā)字有效第一級觸發(fā)圖3 觸發(fā)工作原理手動觸發(fā)：手動觸發(fā)是一種人工強(qiáng)制觸發(fā)。該方式下，只要設(shè)置分析開始，即進(jìn)行觸發(fā)并顯示數(shù)據(jù)。它是一種無條件的觸發(fā)，由于該方式下觀察窗口在

5、數(shù)據(jù)流中的位置是隨機(jī)的，亦稱隨機(jī)觸發(fā)。限定觸發(fā)：限定觸發(fā)是對設(shè)置的觸發(fā)字再加限定條件的觸發(fā)方式。波形顯示：它是定時分析最基本的顯示方式，它將各通道采集的數(shù)據(jù)按通道以偽方波形式顯示出來，每一個通道的信號按照采集存儲的數(shù)據(jù)狀態(tài)，用一個波形顯示，如果在某一采樣時刻采得的數(shù)據(jù)為“1”，則顯示為高，為“0”則顯示為低，多個通道的波形可以同時顯示。數(shù)據(jù)列表顯示：它常用于狀態(tài)分析時的數(shù)據(jù)顯示，它是將數(shù)據(jù)以列表方式顯示出來，數(shù)據(jù)可以顯示為二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制、十進(jìn)制以及ASCII碼等形式。反匯編顯示：它是將采集到的總線數(shù)據(jù)（指令的機(jī)器碼）按照被測的微處理器系統(tǒng)的指令系統(tǒng)進(jìn)行反匯編，然后將反匯編成的匯編程序

6、顯示出來，這樣可以非常方便地觀察指令流，分析程序運行情況。二 實驗?zāi)繕?biāo)板的結(jié)構(gòu)及原理 目標(biāo)測試板的結(jié)構(gòu)如圖4所示：單片機(jī)USB100控制電路SRAM輸出端輸出端毛刺產(chǎn)生電路程序存儲器圖4目標(biāo)板結(jié)構(gòu)圖（1）數(shù)據(jù)發(fā)生器原理： 微機(jī)利用虛擬面板產(chǎn)生數(shù)據(jù)通過USB接口將數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)，單片機(jī)通過對數(shù)據(jù)的處理，并將接收到的數(shù)據(jù)以較低的速度存儲到存儲器中。高速數(shù)據(jù)的產(chǎn)生是保持存儲器處于選通狀態(tài)，通過100MHZ的晶振時鐘或進(jìn)行分頻后的時鐘作為計數(shù)器的工作時鐘，計數(shù)值并行輸出作為存儲器地址，從而的到高速輸出的16路數(shù)據(jù)信號。存儲器深度為256K*16。數(shù)據(jù)不重復(fù)的最大周期為：在256 k*時鐘周期。目標(biāo)板

7、數(shù)據(jù)發(fā)生器的結(jié)構(gòu)框圖如圖5：8051單片機(jī)USBPCSRAM地址譯碼地址鎖存器緩沖狀態(tài)寄存器地址計數(shù)輸出晶振圖5 數(shù)據(jù)發(fā)生器原理圖（2）毛刺發(fā)生電路原理：D QCP /Q D QCP /Q D QCP /Q A B C74LS138圖6 毛刺產(chǎn)生電路產(chǎn)生電路CPY7 D0Y0 D7Y0 D7毛刺產(chǎn)生電路是由三個D觸發(fā)器構(gòu)成。由于硬件電路輸入與輸出之間有一定的延時，當(dāng)電路中的D觸發(fā)器速度較慢時，74LS138的A、B、C三個輸入信號的延時不一致，有可能在輸出端出現(xiàn)引起錯誤動作的窄脈沖，而邏輯分析儀的正常采樣方式觀察不到該窄脈沖，這時要使用毛刺檢測功能來觀察毛刺。調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)生器的輸出信號延時，同時

8、邏輯分析儀工作在毛刺鎖定方式下，在波形窗口中開啟毛刺顯示，即可觀察到譯碼器輸出端上的毛刺，如圖7(b)所示。由圖可見，譯碼器的輸出波形與圖7（b）完全相同，只是在檢測出毛刺的地方給出了毛刺的標(biāo)記，表示此時該信號上出現(xiàn)了窄脈沖，可能會引起電路工作的不正常。時序圖如下：（a） 譯碼電路理想輸出圖/Y0/Y1/Y2/Y3/Y4/Y5/Y6/Y7( b ) 毛刺信號的觀察/Y0/Y1/Y2/Y3/Y4/Y5/Y6/Y7 圖 7 譯碼電路的輸出 三、實驗設(shè)備及其說明：一ES4521邏輯分析儀 一臺（1） 功能簡介ES4521l邏輯分析儀具有32個數(shù)據(jù)通道，2個外時鐘通道，定時分析最大速率為200MHZ，

9、狀態(tài)分析最大速率為100MHz。可實現(xiàn)高速的定時分析和狀態(tài)分析，具有多種觸發(fā)跟蹤方式，波形、數(shù)據(jù)列表等多種顯示方式，具有反匯編軟件跟蹤等多種功能。存儲深度最大為256k具有可靠的毛刺檢測功能，最小毛刺捕捉能力達(dá)5ns。（2）使用說明運行ES4521.EXE程序后，將出現(xiàn)邏輯分析儀主面板。圖8 邏輯分析儀操作主面板主面板有4個菜單項：文件菜單：包括保存設(shè)置，裝載設(shè)置，保存數(shù)據(jù)，裝載數(shù)據(jù)，退出。保存設(shè)置：將邏輯分析儀參數(shù)及觸發(fā)設(shè)置保存為擴(kuò)展名為.lgs的磁盤文件。點擊后程序?qū)棾鋈缦聢D的對話框，用戶選擇要保存的目錄，輸入文件名后，點擊保存按鈕。如果不想保存，點擊取消按鈕。圖9 邏輯分析儀文件保存裝

10、載設(shè)置：從磁盤文件中讀取以往保存的參數(shù)設(shè)置，點擊后將彈出如圖10所示的對話框，選定想要裝載的設(shè)置文件，點擊打開按鈕，完成裝載。如果不想裝載，點擊取消按鈕。圖10 邏輯分析儀文件裝載保存數(shù)據(jù)：將采集到的數(shù)據(jù)保存為擴(kuò)展名為.lgd的磁盤文件。裝載數(shù)據(jù)：從磁盤文件中讀取以往保存的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)菜單：包括分析儀設(shè)置，跟蹤方式設(shè)置，波形分析，狀態(tài)列表，反匯編和探頭活性。點擊后將出現(xiàn)相應(yīng)面板。幫助菜單：幫助文檔及本軟件版本號。工具條上四個按扭分別是設(shè)置，觸發(fā)，波形和數(shù)據(jù)。點擊后將會出現(xiàn)相應(yīng)面板。工具條上4個按鈕與系統(tǒng)菜單的前四項功能相同。主面板底部為狀態(tài)欄，顯示出分析儀當(dāng)前的工作方式，觸發(fā)字和探頭。1 邏輯分

11、析儀設(shè)置面板功能：設(shè)置工作方式，門限電壓，探頭通道選擇等采集參數(shù)，界面如圖11。圖11 邏輯分析儀設(shè)置面板時鐘選擇： 內(nèi)時鐘：分析儀將采用自己內(nèi)部時鐘對數(shù)據(jù)信號進(jìn)行采樣。外時鐘：分析儀將采用外部輸入的被測系統(tǒng)時鐘的有效沿進(jìn)行采樣。采樣方式：正常采樣：只采樣數(shù)據(jù)，不采樣毛刺。毛刺采樣：同時采樣數(shù)據(jù)和毛刺。注意，選擇毛刺采樣方式時，采樣頻率的上限為100MHz，存儲深度上限為256K。門限電壓：當(dāng)被檢測電壓值小于門限電壓時，被記錄為邏輯0；被檢測電壓值大于等于門限電壓時，被記錄為邏輯1。ES4521可設(shè)置-5V到+5V（步進(jìn)0.05V）的門限電壓。門限A1，A2，B1，B2分別對應(yīng)A1通道（探頭A

12、低8位）、A2通道（探頭A高8位）、B1通道（探頭B低8位）、B2通道（探頭B高8位）。門限S1，S2用于設(shè)置探頭A外時鐘通道（S1）和探頭B外時鐘通道（S2）的門限電壓。時鐘沿選擇：選擇時鐘的上升沿或者下降沿來同步采樣。存儲深度：選擇采樣數(shù)據(jù)的容量，上限為256Kb。探頭極性：當(dāng)探頭極性為正時，按照采集到的數(shù)據(jù)邏輯進(jìn)行傳送；當(dāng)探頭極性為負(fù)時，將采集到的數(shù)據(jù)邏輯反向后再傳送到分析儀。探頭選擇：選擇用戶想要測試的通道。點擊確定按鈕，面板將最小化，同時保存設(shè)置。點擊取消按鈕，面板將最小化，同時重置設(shè)置。2 觸發(fā)方式設(shè)置面板功能：選擇分析儀的觸發(fā)方式及對應(yīng)觸發(fā)通道或觸發(fā)字。圖12 邏輯分析儀觸發(fā)跟蹤

13、方式設(shè)置面板延時：用于調(diào)節(jié)觸發(fā)在數(shù)據(jù)窗口中的位置，設(shè)定延時百分比后，則位于觸發(fā)位置前面的數(shù)據(jù)個數(shù)約為存儲深度延時百分比，而觸發(fā)位置后面的數(shù)據(jù)個數(shù)約為存儲深度（100%-延時百分比）。觸發(fā)沿：當(dāng)觸發(fā)方式為通道觸發(fā)或外部觸發(fā)時，它用于設(shè)定信號（某一通道的輸入信號或外觸發(fā)端子的輸入信號）在上升沿還是下降沿觸發(fā)。ES4521邏輯分析儀共有5種觸發(fā)方式，在面板中是互斥單選的：隨機(jī)觸發(fā)：無觸發(fā)條件，啟動分析儀數(shù)據(jù)捕獲即認(rèn)為已觸發(fā)。毛刺觸發(fā)：用給定通道上檢出的毛刺作為觸發(fā)信號觸發(fā)定時儀，以實現(xiàn)跟蹤。毛刺是一種在一個采樣時鐘周期內(nèi)兩次通過門限的窄脈沖，它往往是造成數(shù)字系統(tǒng)出錯的重要原因。常見的毛刺有四種形式：

14、在信號低電平上出現(xiàn)的正向毛刺；在信號高電平上出現(xiàn)的負(fù)向毛刺；連續(xù)出現(xiàn)的毛刺；在信號跳變沿上出現(xiàn)的毛刺。用戶可通過設(shè)置復(fù)選框來設(shè)置需要進(jìn)行毛刺觸發(fā)的通道。字觸發(fā)：分析儀對數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，一旦通道中出現(xiàn)所設(shè)置的觸發(fā)字就會觸發(fā)。觸發(fā)級數(shù)：ES4521的字觸發(fā)共有7級觸發(fā)級數(shù)。當(dāng)觸發(fā)條件根據(jù)字觸發(fā)方式滿足所設(shè)定的各級觸發(fā)字時，分析儀才會觸發(fā)。組合方式：設(shè)定的各級觸發(fā)字中，滿足任意一個即產(chǎn)生觸發(fā)。序列方式：設(shè)定的各級觸發(fā)字中，必須按照觸發(fā)級別先后滿足所有觸發(fā)字才能產(chǎn)生觸發(fā)。進(jìn)制：為字觸發(fā)設(shè)置框指定數(shù)據(jù)格式，用戶可根據(jù)這個選項在字觸發(fā)設(shè)置框中輸入二進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)。通道觸發(fā)：用戶選擇需要檢測的通道，一旦該

15、通道輸入信號出現(xiàn)設(shè)定的跳變沿就會觸發(fā)。外部觸發(fā)：當(dāng)外觸發(fā)信號輸入端子上信號出現(xiàn)設(shè)定的跳變沿就會觸發(fā)。點擊確定按鈕，面板將最小化，同時保存設(shè)置。點擊取消按鈕，面板將最小化，同時重置設(shè)置。注：隨機(jī)方式與通道觸發(fā)方式時將無法對上圖中所示的通道選擇框進(jìn)行選擇。當(dāng)用戶選擇字觸發(fā)時，上圖所示的通道選擇框?qū)詣忧袚Q為觸發(fā)字設(shè)置框。3 波形顯示窗口面板：單擊主面板工具條上波形按鈕或點擊菜單的系統(tǒng)波形分析時，將會出現(xiàn)波形窗口面板。用戶可通過這個面板對所采集數(shù)據(jù)的波形進(jìn)行查看分析。圖13 邏輯分析儀波形顯示界面波形窗口面板的工具條有8個按鈕，依次為：采集，停止，擴(kuò)展，壓縮，單次重復(fù)采樣選擇，毛刺采集，打開和保存

16、。單擊運行按鈕，開始采集數(shù)據(jù)，并顯示出波形。如圖所示：圖14 邏輯分析儀波形顯示單擊停止按鈕，停止采集。單擊擴(kuò)展按鈕，波形將被橫向展寬。單擊壓縮按鈕，波形將被橫向壓縮，屏幕內(nèi)將顯示被壓縮的更多波形。單擊單次重復(fù)采樣選擇按鈕，會在重復(fù)采樣和單次采樣互相切換。采用單次采樣模式，分析儀將在完成一次采集后自動停止采集和顯示。采用重復(fù)采樣模式，分析儀將重復(fù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和顯示直到用戶按下停止按鈕。單擊毛刺采集按鈕，會指示系統(tǒng)是否顯示采集到的毛刺。單擊打開按鈕，用戶可以從磁盤文件中讀取以往保存的.lgd數(shù)據(jù)文件，并顯示出對應(yīng)波形。單擊保存按鈕，用戶可以將此次采集到的數(shù)據(jù)保存到一個.lgd文件中。工具條上的4

17、個文本框依次顯示游標(biāo)1，游標(biāo)2，延遲，觸發(fā)時間。用鼠標(biāo)左鍵拖動波形窗口里游標(biāo)上部的 （對應(yīng)游標(biāo)1）（對應(yīng)游標(biāo)2）時，對應(yīng)文本框C1,C2將分別顯示出相應(yīng)時間坐標(biāo)。用鼠標(biāo)左鍵單擊波形顯示區(qū)域，可查看單擊處的時間坐標(biāo)。用鼠標(biāo)右鍵單擊波形顯示區(qū)域，將彈出兩個選項C1,C2。選擇C1,C2可分別將兩個游標(biāo)移動到鼠標(biāo)所點擊的位置。延遲文本框delay將顯示出兩個游標(biāo)之間的時間差（延遲）。觸發(fā)時間文本框T顯示系統(tǒng)觸發(fā)的時間。用戶可在游標(biāo)文本框里輸入數(shù)值，將波形窗口中的對應(yīng)游標(biāo)置于相應(yīng)位置。延遲文本框與觸發(fā)時間文本框不允許用戶進(jìn)行輸入。波形窗口右部和底部分別有滑動條，用戶可以拖動它們以查看感興趣的通道和位置

18、。面板上設(shè)置了一個觸發(fā)點按鈕，單擊它能使波形圖快速回到觸發(fā)點周圍。4 數(shù)據(jù)顯示窗口面板：單擊主面板工具條上的“數(shù)據(jù)”按鈕或點擊菜單的系統(tǒng)狀態(tài)列表，將會出現(xiàn)數(shù)據(jù)窗口面板。用戶可以通過這個面板查看采集到的數(shù)據(jù)值。圖15 邏輯分析儀數(shù)據(jù)顯示數(shù)據(jù)窗口面板有兩個按鈕，作用分別是采集數(shù)據(jù)和停止采集。單擊采集按鈕，系統(tǒng)將開始采集，并將采集到的數(shù)據(jù)顯示到列表里。單擊停止按鈕，系統(tǒng)將停止采集。觸發(fā)點文本框顯示觸發(fā)時間。5 反匯編窗口面板：點擊主面板菜單系統(tǒng)反匯編，將會出現(xiàn)反匯編窗口。用戶可以通過這個窗口將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行反匯編，以便程序跟蹤分析。圖16 邏輯分析儀反匯編顯示反匯編窗口的工具欄上有4個按鈕，依次為

19、：打開，保存，反匯編和設(shè)置。單擊打開按鈕，用戶可以打開先前存儲在硬盤上的.asm匯編語言程序文件。單擊保存按鈕，用戶可以保存當(dāng)前匯編語言程序文件。單擊反匯編按鈕，程序?qū)Ξ?dāng)前的匯編語言程序文件進(jìn)行反匯編，并在窗口中顯示反匯編結(jié)果。單擊設(shè)置按鈕，用戶可以在彈出的設(shè)置面板中選擇反匯編所采用的指令集和可用位。供選擇的指令集包括：8051,8086,8096,80386和M6800。6 探頭活性窗口：點擊主面板菜單系統(tǒng)探頭活性，將會出現(xiàn)探頭活性窗口。用戶可以通過這個窗口查看各通道探頭是否處于連接狀態(tài)。當(dāng)圖示箭頭為黑色時，表示對應(yīng)的通道無探頭連接。當(dāng)圖示箭頭為藍(lán)色時，表示有探頭連接到對應(yīng)的通道。二實驗?zāi)?/p>

20、標(biāo)板 一套實驗?zāi)繕?biāo)板的軟件操作面板如圖17所示。圖17 實驗?zāi)繕?biāo)板操作界面面板右邊的表格用于數(shù)據(jù)的生成和編輯。數(shù)據(jù)表示方式：數(shù)據(jù)在表格中顯示的方式，有十進(jìn)制、十六進(jìn)制和二進(jìn)制三種。產(chǎn)生方式：有隨機(jī)、計數(shù)、手動三種。隨機(jī)方式：可以產(chǎn)生的數(shù)據(jù)范圍為065535；計數(shù)方式：產(chǎn)生065535，若不輸入產(chǎn)生數(shù)據(jù)的個數(shù)則默認(rèn)為產(chǎn)生65536個數(shù)據(jù)；手動方式：雙擊表格中的方格表格部分變黑表示可以輸入數(shù)據(jù)了，數(shù)據(jù)范圍也在065535之間。產(chǎn)生數(shù)據(jù)的個數(shù)：最大為256k，不輸入則默認(rèn)為最大值。是否循環(huán)：如果選擇循環(huán)，則循環(huán)產(chǎn)生256k的數(shù)據(jù)；在手動方式下，數(shù)據(jù)循環(huán)體為從開始到輸入數(shù)據(jù)的最大位置處；隨機(jī)方式下，此

21、選擇無效。發(fā)送數(shù)據(jù)起始位和發(fā)送的長度：選擇要存儲的數(shù)據(jù)的范圍，默認(rèn)值分別為0和256k；起始的目的地址：即數(shù)據(jù)存放的起始地址。選擇USB端口：實驗系統(tǒng)要安裝USB接口的驅(qū)動程序，安裝完成后會增加一虛擬的串口，根據(jù)該串口進(jìn)行選擇。工作頻率：數(shù)據(jù)發(fā)生時的頻率，最高為100MHZ,最低為20HZ.。毛刺寬度：選擇生成的毛刺寬度。工作狀態(tài)：有存儲數(shù)據(jù)、發(fā)生數(shù)據(jù)、產(chǎn)生毛刺等狀態(tài)。在每次發(fā)送命令前選擇相應(yīng)的狀態(tài)，就會顯示相應(yīng)的操作內(nèi)容。然后點擊發(fā)送相應(yīng)的命令。：將文件保存的數(shù)據(jù)裝載到數(shù)據(jù)數(shù)組中，并顯示在表格中。：將生成的數(shù)據(jù)保存成文件。：將數(shù)據(jù)數(shù)組全部清零，顯示清零。：根據(jù)產(chǎn)生方式、產(chǎn)生數(shù)據(jù)的個數(shù)、是否循

22、環(huán)等參數(shù)設(shè)置生成數(shù)據(jù)。并顯示在表各種。：將由發(fā)送數(shù)據(jù)起始位和發(fā)送的長度決定的數(shù)據(jù)存儲到RAM中。改變工作狀態(tài)后，變?yōu)橄鄳?yīng)的操作按鈕。：發(fā)送命令使數(shù)據(jù)發(fā)生器停止工作。只有在發(fā)生數(shù)據(jù)后才有效。：點擊退出操作面板。四、實驗預(yù)習(xí)要求：1 復(fù)習(xí)好電子測量中邏輯分析儀的有關(guān)章節(jié)。2 參照儀器使用說明，熟悉了解邏輯分析儀的功能和操作。3 了解實驗?zāi)繕?biāo)板的電路結(jié)構(gòu)、工作原理、功能及其操作。4 詳細(xì)閱讀實驗指導(dǎo)書，作好測試記錄的準(zhǔn)備。五、實驗步驟： 實驗一：觀察數(shù)據(jù)發(fā)生器輸出的數(shù)據(jù)流1 實驗方案：實驗的連接方式如圖18： 邏輯分析儀實驗?zāi)繕?biāo)板PCUSB 圖18 數(shù)據(jù)流觀察實驗儀器連接圖微機(jī)通過USB與實驗?zāi)繕?biāo)板

23、連接，運行實驗?zāi)繕?biāo)板的控制軟件，在操作面板中生成數(shù)據(jù)發(fā)生器的數(shù)據(jù)并傳送給數(shù)據(jù)發(fā)生器的存儲器，同時設(shè)置數(shù)據(jù)發(fā)生器的數(shù)據(jù)輸出速率。當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生器處于工作狀態(tài)時，它在控制電路的作用下，按照設(shè)定的速率將存儲器中的數(shù)據(jù)輸出。邏輯分析儀的探頭連接到數(shù)據(jù)發(fā)生器的輸出端子，在邏輯分析儀中就可以觀測到數(shù)據(jù)發(fā)生器按照一定的速率將設(shè)置的數(shù)據(jù)輸出。2 實驗步驟：下面舉例說明實驗操作步驟，以計數(shù)方式循環(huán)產(chǎn)生256k數(shù)據(jù)，存儲到SRAM中，然后用邏輯分析儀進(jìn)行觀測。 （一）實驗?zāi)繕?biāo)板操作面板的操作 雙擊虛擬面板的可執(zhí)行文件，運行操作面板。（1）設(shè)置參數(shù)：在數(shù)據(jù)表示方式的下拉菜單中選擇數(shù)據(jù)在表格中顯示的方式為十進(jìn)制。產(chǎn)生方式

24、選擇計數(shù)方式。產(chǎn)生數(shù)據(jù)的個數(shù)輸入256，選擇循環(huán)。(2) 設(shè)置完畢，單擊。若要重新產(chǎn)生數(shù)據(jù)，單擊，重新設(shè)置參數(shù)，然后單擊，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)如圖19。圖19 操作面板生成的數(shù)據(jù)(3) 設(shè)置發(fā)送數(shù)據(jù)起始位和發(fā)送的長度，分別為0和256k，即不輸入；設(shè)置起始的目的地址不輸入，默認(rèn)為00000h。(4) 選擇工作狀態(tài)為“存儲數(shù)據(jù)”如右圖 。(5) 單擊，控件變暗，帶重新變亮后表示數(shù)據(jù)傳輸完畢。到此完成了數(shù)據(jù)的存儲。(6) 設(shè)置數(shù)據(jù)發(fā)生時頻率為10MHZ。(7) 選擇工作狀態(tài)為“高速產(chǎn)生數(shù)據(jù)”。變?yōu)椤?8) 單擊。目標(biāo)板數(shù)據(jù)處于數(shù)據(jù)輸出狀態(tài)。（二）邏輯分析儀的操作（1） 將邏輯分析儀探頭接到RAM的輸出端上。

25、（2） 運行程序后，將出現(xiàn)ES4521邏輯分析儀操作主面板，打開設(shè)置窗口，各參數(shù)設(shè)置如下：門限電壓0.85，探頭通道選擇A1。采樣方式正常，時鐘頻率100MHz，存儲深度為64k，點擊確定。如圖20所示：圖20 邏輯分析儀設(shè)置窗口然后打開跟蹤設(shè)置窗口，設(shè)置觸發(fā)方式為字觸發(fā)，觸發(fā)字為00H（如圖21），在觸發(fā)字的設(shè)定中采用的是十六進(jìn)制數(shù)，所以在設(shè)置觸發(fā)字時只需對最后兩位置0（相當(dāng)于是二進(jìn)制的8位全部置0），點擊確定。圖21邏輯分析儀跟蹤方式設(shè)置窗口再在操作主面板中打開波形窗口，點擊采集數(shù)據(jù)，觀察采集到的數(shù)據(jù)波形，波形圖如圖22：圖22 數(shù)據(jù)流的波形圖如果想要知道邏輯分析儀測試的當(dāng)前數(shù)據(jù)，用戶還可

26、打開邏輯分析儀的數(shù)據(jù)窗口，察看數(shù)據(jù)。如圖23所示 圖23 采集的數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)可看到每個數(shù)據(jù)采集了5次（因數(shù)據(jù)速率為10MHZ,采集速率為50MHZ）。重新設(shè)置邏輯分析儀，選擇外時鐘S1，同時將數(shù)據(jù)發(fā)生器的工作時鐘接入A探頭的時鐘輸入通道，（如圖14）其它設(shè)置不變，采集后的數(shù)據(jù)如圖15，由此可知狀態(tài)分析時，邏輯分析儀采集到的數(shù)據(jù)與被測數(shù)據(jù)流完全一致。圖25 邏輯分析儀采用狀態(tài)分析時采集的數(shù)據(jù)圖24 狀態(tài)分析時邏輯分析儀的設(shè)定實驗二：觀測8051單片機(jī)控制信號時序1 80C51系統(tǒng)簡介： 實驗?zāi)繕?biāo)板單片機(jī)系統(tǒng)的連接框圖如下：圖26 51 系統(tǒng)連接圖如圖，測試端子有T1,T2,T3,T4。控制信號：

27、控制地址鎖存器、程序存儲器、以及數(shù)據(jù)存儲器的選通和讀寫。ALE：當(dāng)訪問外部存儲器時，ALE（允許地址鎖存信號）以每機(jī)器周期兩次的信號輸出，用于鎖存出現(xiàn)在P0口的低8位地址。在不訪問外部存儲器時，ALE仍以上述不變的頻率，周期性的出現(xiàn)正脈沖信號，可作為對外輸出的時鐘脈沖或用于定時目的。/PSEN：片外程序存儲器讀選通信號輸出端，低電平有效。當(dāng)從外部程序存儲器讀取指令常數(shù)期間，每個機(jī)器周期/PSEN兩次有效，以通過數(shù)據(jù)總線口讀回指令或常數(shù)。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器期間，/PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA：為訪問外部程序存儲器控制信號，低電平有效。當(dāng)/EA端保持高電平時，單片機(jī)訪問片內(nèi)程序存儲器。若超出該范

28、圍時，自動轉(zhuǎn)去執(zhí)行外部程序存儲器。當(dāng)/EA端保持電平時，無論片內(nèi)片外有無程序存儲器，均只訪問外部程序存儲器。/WR、/RD：外部數(shù)據(jù)存儲器的讀寫控制信號。 各種總線操作時，控制信號的時序圖如下：圖27 外部程序存儲器讀周期圖28 外部數(shù)據(jù)存儲器讀周期 圖29 外部數(shù)據(jù)存儲器寫周期2 實驗步驟：首先將51單片機(jī)系統(tǒng)的實驗芯片安裝到實驗板上。 A ：測試片外程序存儲器的讀周期（1）連線：將探頭A1的通道6接ALE信號，通道7接/PSEN, A2接單片機(jī)的P0口。 （2）將實驗板的電源線插上。（3）設(shè)置邏輯分析儀：分析儀的工作方式設(shè)置如下：圖30 邏輯分析儀工作方式設(shè)置 跟蹤方式設(shè)置如下圖31：圖3

29、1 設(shè)置跟蹤方式然后打開波形窗口進(jìn)行測試?？捎^察到信號波形如圖32：圖32 片外程序存儲器的讀周期圖中游標(biāo)1對應(yīng)的是片外程序存儲器的低8位地址：56H；游標(biāo)2是外部程序存儲器的輸出：B8H。即程序存儲器中0056H存儲單元的數(shù)據(jù)為B8。上圖即一個片外程序存儲器的讀周期。B：測試外部數(shù)據(jù)存儲器的寫周期(1)連線：A1、B1分別接單片機(jī)P0、P2口，A2通道0接ALE信號，通道1接/PSEN,通道2接/WR,通道3接/RD。（2）將實驗板的電源線插上。（3）設(shè)置邏輯分析儀：分析儀的工作方式設(shè)置如圖33及圖34所示： 圖33 設(shè)置工作方式及探頭選擇圖34 設(shè)置跟蹤方式然后打開波形窗口進(jìn)行測試。波形如

30、圖35所示：圖35 數(shù)據(jù)存儲器的寫周期游標(biāo)2：0E01H，游標(biāo)1：0AC0H，根據(jù)控制信號的狀態(tài)可知處于寫狀態(tài)，地址為0001H，數(shù)據(jù)為C0H。C：測試外部數(shù)據(jù)存儲器地讀周期探頭的連接和設(shè)置與B同，采用A2通道3觸發(fā)，下降沿觸發(fā)。采集后的波形如圖36：圖36 數(shù)據(jù)存儲器的讀周期游標(biāo)2：00A6C0H，游標(biāo)1：0A0E0BH，根據(jù)控制信號的狀態(tài)可知處于讀狀態(tài)，地址為0A0BH，數(shù)據(jù)為C0H。實驗三：毛刺檢測1 實驗方案： 通過操作面板設(shè)置毛刺產(chǎn)生電爐的輸入信號頻率，調(diào)整D觸發(fā)器間的信號傳輸延遲，利用邏輯分析儀觀測3-8譯碼起輸出信號上的毛刺脈沖。2 實驗步驟：（1）打開目標(biāo)板操作面板，設(shè)置毛刺電路輸入信號頻率。選擇工作狀態(tài)為產(chǎn)生毛刺，單擊。（2）在邏輯分析儀設(shè)置窗口將采樣方式設(shè)置為正常采樣，觸發(fā)方式選擇隨機(jī)觸發(fā)，將探頭A1接在目標(biāo)板的毛刺輸出端上。測得波形如圖37：圖37 正常方式下3-8譯碼電路的輸出然后將采樣方式設(shè)置為毛刺采樣，觸發(fā)方式選擇毛刺觸發(fā)，將探頭A1接在目標(biāo)板的毛刺輸出端上。調(diào)整D觸發(fā)器信號連接長度，使邏輯分析儀觸發(fā)，測得波形如圖38